محدود کردن انرژی در نورون ها صرع را تشدید می کند –

مغز ما که تنها 2 درصد وزن بدن ما را تشکیل می دهد، بیش از 20 درصد قندی را که مصرف می کنیم مصرف می کند. این نیاز قابل توجه به قند انرژی لازم برای عملکرد میلیاردها نورون مسئول انتشار و انتشار پیام های عصبی را از طریق سیگنال های الکتریکی فراهم می کند. این تبدیل قند و به‌طور دقیق‌تر گلوکز به انرژی توسط میتوکندری‌ها، اندامک‌های کوچک درون سلولی که به عنوان «کارخانه‌های انرژی» سلول در نظر گرفته می‌شوند، انجام می‌شود.

نقش کلیدی “کارخانه های انرژی” سلول

آزمایشگاه ژان کلود مارتینو، استاد گروه زیست شناسی مولکولی و سلولی در دانشکده علوم، به چگونگی کار میتوکندری علاقه مند است. گروه او قبلا حامل جهانی را کشف کرده بود که به پیرووات، محصول کاتابولیسم گلوکز، اجازه می دهد تا وارد میتوکندری شود. او اکنون در حال بررسی نقش حامل پیروات میتوکندری (MPC) در فعالیت عصبی است و اینکه آیا نقص در انتقال پیرووات در میتوکندری می‌تواند با برخی بیماری‌های عصبی، به ویژه صرع مرتبط باشد یا خیر.

تشنج های صرع تظاهرات بیش فعالی مغزی است که در نتیجه تحریک بیش از حد نورون ها، اغلب در قشر مغز ایجاد می شود. ژان کلود مارتینو، آخرین نویسنده مقاله توضیح می دهد: “برای ما جالب به نظر می رسید که آزمایش کنیم که آیا سرکوب حامل پیروات میتوکندری و در نتیجه کاهش میزان انرژی تامین شده توسط میتوکندری، می تواند تحریک پذیری عصبی ناشی از تشنج های صرع را کاهش دهد.” مطالعه.

موش های فاقد MPC مستعد تشنج هستند

زیست شناسان داروی ضد صرع را به موش های معمولی و موش هایی که نورون های قشر مغزشان فاقد MPC بودند، تزریق کردند، که قادر به ایجاد تشنجات صرع بود. در موش‌های معمولی، تزریق دوز پایین دارو باعث تشنج نشد. از سوی دیگر، و برخلاف فرضیه اولیه، در موش‌های فاقد MPC، تشنج‌های بسیار شدید و حتی کشنده به محض تجویز دوزهای پایین داروی ضد صرع رخ می‌دهد.

پس از تجزیه و تحلیل بیشتر از آنچه در این نورون ها اتفاق می افتد، زیست شناسان دریافتند که نورون های بدون MPC دارای سطوح غیرطبیعی کلسیم هستند، عنصری حیاتی برای انتقال صحیح پیام های عصبی. “پیرووات وارد شده به میتوکندری نه تنها نقش سوخت سلول را ایفا می کند، بلکه به میتوکندری اجازه می دهد کلسیم را جدا کند. معلوم می شود که این دومین عملکرد است که در تحریک تشنج دخیل است. از آنجایی که دیگر وجود ندارد. کارمن سندی، پروفسور EPFL و همکار این مطالعه توضیح می‌دهد که کلسیم در سلول‌های عصبی به دام می‌افتد و غلظت آن افزایش می‌یابد، که نورون‌ها را بیش از حد تحریک‌پذیر می‌کند.

رازهای رژیم کتوژنیک

از زمان های قدیم، بیماران مبتلا به صرع دریافته اند که یک رژیم غذایی کتوژنیک، غنی از چربی و کربوهیدرات کم، به آنها اجازه می دهد تا از تشنج جلوگیری کنند. اجسام کتونی که در طول رژیم کتوژنیک یا روزه داری تولید می شوند، در اثر تجزیه لیپیدها در کبد تولید می شوند. آنها به مغز وارد می شوند که برای آن منبع انرژی ضروری هستند، به خصوص در طول روزه. آنها می توانند بدون نیاز به حامل وارد میتوکندری شوند و برای تامین انرژی مورد استفاده قرار می گیرند.

مارین لاپورت، محقق، گفت: “ما دریافتیم که موش‌های فاقد MPC که با رژیم کتوژنیک تغذیه می‌شوند یا تحت درمان با اجسام کتونی قرار گرفته‌اند، تشنج بسیار کمتری داشتند. با این رژیم، عملکرد میتوکندری و نورون‌ها بازسازی می‌شود و سطح کلسیم طبیعی است.” در گروه زیست شناسی مولکولی و سلولی و نویسنده اول مطالعه. این کار که توسط بنیاد ملی علوم سوئیس و بنیاد کریستین گرهارد جبسن تامین می‌شود، به توضیح تشنج‌های صرعی که اغلب در بیماران مبتلا به آسیب‌شناسی میتوکندری مشاهده می‌شود و همچنین در نظر گرفتن درمان مبتنی بر اجسام کتون کمک می‌کند که نسبت به رژیم‌های کتوژنیک شدیدتر باشد.